Die HPIB, GPIB, IEEE488, IEC-625 â Schnittstelle

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Das 4. Projekt: Mehrere Geräte gleichzeitig am HPIB-Bus betreiben. Dabei muss man unterscheiden, ob man z.B. zwei gleichartige Geräte (z.B. zwei Multimeter, um Strom und Spannung gleichzeitig zu erfassen) oder zwei unterschiedliche Geräte am Bus betreibt. Bei Ersterem ist es am einfachsten. Man schreibt eine Routine, welche nach jedem gelieferten Datensatz einfach die nächste gewünschte HPIB-Adresse verwendet und somit vom nächsten Gerät die Daten empfängt. Hier ist man aber spätestens an dem Punkt eingelangt, wo auch Routinen für die Speicherung der benötigten HPIB-Adressen benötigt werden. Für meine Zwecke hat es sich als Sinnvoll erwiesen, die Adressen jeweils sowohl hexadezimal als auch dezimal anzeigt, die Eingabe aber auf dezimal beschränkt. Man benötigt dann nämlich nur die zehn Ziffern und die Verwendung einer Tastatur mit nur 12 Tasten ist auch möglich. Da ich bis jetzt maximal 2 Geräte gleichzeitig betrieben habe, habe ich mich auch auf 2 HPIB-Adressen beschränken können. Zum auseinanderhalten der Daten von den beiden Messgeräten hat sich bewährt, jeweils vor einem Datensatz (Messwert) z.B. ein Kennzeichen für das jeweilige Messgerät zu senden, z.B. in der Form „MA, Messwert vom Gerät A, MB, Messwert vom Gerät B, LineFeed“ liefert. Damit lassen sich die Messwerte dann bei der Auswertung eindeutig zuordnen. Wenn benötigt, lassen sich auch Pausen einfügen, da man nicht immer die höchstmögliche Anzahl an Messungen pro Zeiteinheit wünscht – speziell bei Langzeitaufzeichnungen über mehr als 24 Stunden. Man beachte, dass z.B. Excel-2000 zwar rund 65000 Zeilen verwalten kann, bei der Darstellung eines Diagramms aber nur halb so viele Punkte verwenden kann! Hat man zwei unterschiedliche Geräte am Bus (z.B. ein Multimeter und einen Frequenzzähler) so sind einige Besonderheiten zu beachten. Erstens werden diese dann auch mit unterschiedlichen Befehlen angesteuert – somit muss auch für jedes der Geräte nicht nur eine eigene Adressierung sondern auch eine eigene Befehlssequenz geschrieben werden. Des weiteren sind die gelieferten Datensätze unterschiedlich aufgebaut, was unter Umständen auch berücksichtigt werden muss. Es gibt aber auch noch andere Komplikationsmöglichkeiten. Z.B. der Frequenzzähler HP-5345A. Dieser lässt sich nämlich (per Schalter an der Rückseite umschaltbar) auf zwei unterschiedliche Arten betreiben: Einerseits als normales Talker/Listener-Gerät, andererseits als reiner Talker. Als solcher sendet er immer (auch unaufgefordert!) Messwerte über die Schnittstelle und ist damit softwaremäßig nicht zu unterbrechen – das bedeutet, dass er in dieser Betriebsart mit keinem weiteren Gerät am Bus betrieben werden kann, es sei denn das weitere Gerät ist ausgeschaltet. Bild_13: Frequenzzähler HP-5345A mit 4-GHz-Einschub HP-5354A Es sei hier auch noch besonders darauf hingewiesen, dass man mittels des Mikroprozessors die Möglichkeit hat, beliebige Zeichen aus den Datensätzen herauszufi- HPIB_GPIB_IEEE488_Schnittstelle_V02.doc 17.06.2010 Seite 20
schen, sie durch andere ersetzen oder beliebige Zeichen einfügen kann. Dies kann in manchen Anwendungen die Arbeit gut unterstützen und sehr hilfreich sein. Als Beispiel sei hier eine kombinierte Messung der Phasendifferenz zweier 10-MHz- Signale, geteilt durch 16, dargestellt. Die Teilung durch 16 mittels zweier 4-Bit- Synchronteiler hatte den Zweck, dass die Phasenverschiebung über einen Bereich von 16 Vollwellen des 10-MHz-Signals (=1600 nsec) gemessen werden konnte. Bild_14: Die sägezahnförmige Kurve stellt die direkte Messung der Phasendifferenz mittels Frequenzzähler dar. Dieser hat allerdings „nur“ eine Auflösung von 2 nsec. Außerdem kann man erkennen, dass diese Kurve, wenn der Wert von 1600 nsec überschritten wird, wieder bei 0 nsec beginnt, da prinzipbedingt nicht mehr als diese 1600 nsec dargestellt werden können. Die dreieckförmige Kurve stellt den Spannungsmittelwert des Ausgangs eines EX- OR-Gatters dar, an dessen beiden Eingängen wiederum die beiden 625-kHz-Signale anlagen. Allerdings wurden die Spannungswerte in Bezug auf Offset und Amplitude an die erste Kurve angepasst (deswegen auch keine Einheitenangabe zur Spannung), damit man den Zusammenhang in Bezug auf die Linearität der beiden Kurven zueinander erkennen kann. Wie man sieht, gibt es am oberen Ende der Kurven merkliche Abweichungen, aber der Grossteil der Kurven stimmt sehr gut überein. Außerdem kann man sehr deutlich erkennen, dass mittels der Spannungsmessung am EXOR prinzipbedingt nur die Hälfte des möglichen Bereiches erfasst werden kann. HPIB_GPIB_IEEE488_Schnittstelle_V02.doc 17.06.2010 Seite 21
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